《電火花加工》PPT課件

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1、 電 火 花 加 工 的 基 本 原 理 及其 分 類電 火 花 加 工 的 機 理電 火 花 加 工 用 的 脈 沖 電 源電 火 花 加 工 機 床電 火 花 穿 孔 成 形 加 工第 一 章 電 火 花 加 工 自 動 進 給 調(diào) 節(jié) 系 統(tǒng) 采 用 脈 沖 電 源3.在 有 一 定 絕 緣 性 能 的 介 質(zhì) 中 放 電 液 體 絕 緣 介 質(zhì) 兩 極 之 間 火 花 放 電 電 腐 蝕 去 除 材 料： 1工 件 2脈 沖 電 源 3自 動 進 給 調(diào) 節(jié) 系 統(tǒng) 4工 具 5工 作 液 6過 濾 器 7工 作 液 泵 圖 2-1 電 火 花 加 工 原 理 示 意 圖321 4 5

2、 67 1.必 須 使 接 在 不 同 極 性 上 的 工 具 和 工 件 之 間 保 持 一定 的 距 離 以 形 成 放 電 間 隙 ；2.放 電 必 須 在 具 有 一 定 絕 緣 性 的 液 體 介 質(zhì) 中 進 行 ；3.脈 沖 波 形 基 本 是 單 向 的 ；4.有 足 夠 的 脈 沖 放 電 能 量 ， 以 保 證 放 電 部 位 的 金 屬熔 化 或 氣 化 。 優(yōu) 點 1.適 于 難 切 削 材 料 的 加 工 硬 質(zhì) 合 金 、 淬 火 鋼 等2.加 工 復 雜 形 狀 或 特 殊 零 件 應 用 領(lǐng) 域 日 益 擴 大 局 限 性 1.主 要 加 工 金 屬 等 導 電

3、材 料2.加 工 速 度 較 慢3.有 電 極 損 耗 ， 影 響 加 工 精 度電 火 花 加 工 的 特 點 及 應 用 1.加 工 任 何 難 加 工 的 金 屬 材 料 和 導 電 材 料 ； 電 極 材 料 是 紫 銅 或 石 墨2.加 工 形 狀 復 雜 的 表 面 ；3.加 工 薄 壁 、 彈 性 、 低 剛 度 、 微 細 小 孔 、 異 形小 孔 、 深 小 孔 等 有 特 殊 要 求 的 零 件 極 性 效 應正 極 性 加 工 負 極 性 加 工精 加 工短 脈 沖ti 80 s為 充 分 利 用 極 性 效 應 ， 一 般 都 采 用 單 向 脈 沖 電 源 電 火 花

4、 加 工 設 備（ 一 ） 脈 沖 電 源（ 二 ） 自 動 進 給 調(diào) 節(jié) 裝 置（ 三 ） 工 具 電 極（ 四 ） 液 體 介 質(zhì) 馳 張 式 、 閘 流 管 式 、 晶 閘 管 式 、晶 體 管 式 、 集 成 元 件 等維 持 所 需 的 “ 平 均 ”放 電 間 隙 S ,保 證 電 火花 加 工 正 常 進 行 。步 進 電 機 、 伺 服 電 機系 統(tǒng) 常 用 石 墨 或 銅 作 工 具 材 料 ， 價 格 低 廉 鎢 、 鉬 或 銅 鎢 、 銀 鎢 等 復 合 材 料 ， 性 能 好 價 格 貴 。（ 1） 絕 緣 、 擊 穿 放 電 及 消 電 離（ 2） 壓 縮 放 電

5、通 道 ， 能 量 集 中（ 3） 氣 化 產(chǎn) 生 局 部 高 壓 ， 利 于 蝕 物 排 除（ 4） 對 工 具 、 工 件 的 冷 卻 作 用 常 用 的 工 作 液 有 煤 油 、 機 油 等 電 火 花 加 工 工 藝 方 法 分 類類 別 工 藝 方 法 特 點 用 途 備 注 1 穿 孔 成 形加 工 工 具 為 成 形 電 極主 要 一 個 進 給 運 動 型 腔 加 工 、 沖 模擠 壓 模 、 異 形 孔 約 占 電 機 床總 數(shù) 30% 2 電 火 花 線切 割 加 工 工 具 為 線 狀 電 極兩 個 進 給 運 動 沖 模 、 直 紋 面 、窄 縫 、 下 料 占 總

6、數(shù) 60% 3 內(nèi) 孔 、 外圓 成 形 磨 相 對 旋 轉(zhuǎn) 運 動 、徑 向 軸 向 進 給 運 動 精 密 小 孔 、 外 圓小 模 數(shù) 滾 刀 占 總 數(shù) 3% 4 同 步 共 軛回 轉(zhuǎn) 加 工 均 作 旋 轉(zhuǎn) 運 動且 縱 橫 進 給 精 密 螺 紋 、 異 形齒 輪 、 回 轉(zhuǎn) 表 面 占 總 數(shù) 1% 5 高 速 小 孔加 工 細 管 電 極 旋 轉(zhuǎn) 、 穿 孔 速 度 極 高 深 小 孔 、 噴 嘴 、穿 絲 孔 占 總 數(shù) 2% 6 表 面 強 化 、刻 字 工 具 在 工 件 上 振 動工 具 相 對 工 件 移 動 工 具 刃 口 強 化 、刻 字 占 總 數(shù)2% 3% 圖

7、 電 火 花 加 工 時 的 加 工 斜 度smax smin工 具二 次 放 電加 工 斜 度 電 極 損 耗棱 角 變 鈍 圖 中 ti為 脈 沖 寬 度 ， to為 脈 沖 間 隔 ， tp為 脈 沖 周 期 ， ui為 脈 沖 峰 值 電 壓 或 空 載 電 壓ui ti tp tou to 圖2-1 脈沖電源空載電壓波形 名 稱 ： 普 通 電 火 花 成 型 機 床 型 號 ： D7132N、 40N、 50N、 60N 名 稱 ： 數(shù) 控 屏 顯 成 型 機床 型 號 ： DK7132D、 40D、 50D、 63D 名 稱 ： 機 電 一 體 電 火 花 成 型 機 床 型 號

8、 ： D7125ND、 32ND 1.極 性 效 應 的 影 響 2.電 參 數(shù) 對 蝕 除 率 的 影 響 脈 沖 寬 度 、 脈 沖 間 隔 、 峰 值 電 壓 、 峰 值 電 流 等 。 3.金 屬 材 料 熱 學 常 數(shù) 對 蝕 除 率 的 影 響 4.其 他 因 素 (工 作 液 種 類 、 性 能 等 ) 1.一 般 加 工 速 度 較 慢 2.存 在 電 極 損 耗 和 二 次 放 電 3.最 小 角 部 半 徑 有 限 制 一 般 電 火 花 加 工 能 得 到 的 最小 角 部 半 徑 等 于 加 工 間 隙 （ 通 常 為 0.02-0.3mm） ，若 電 極 有 損 耗

9、或 采 用 平 動 、 搖 動 加 工 則 角 部 半 徑 還要 增 大 。 （ ） 加 工 速 度 qp-正 極 的 總 蝕 除 量 ； kp-工 藝 系 數(shù) （ 與 電 極 材 料 、 脈 沖 參 數(shù) 和 工 作 液 有 關(guān) ） ； wM-單 個 脈 沖 能 量 ； f -脈 沖 頻 率 ； t-加 工 時 間 ； v p-正 極 蝕 除 速 度 。 有 效 脈 沖 利 用 率 ， %； fwktqv MPPP / 提 高 加 工 速 度 途 徑 ） 提 高 脈 沖 頻 率 ） 增 加 單 個 脈 沖 能 量 ） 提 高 工 藝 參 數(shù) ） 正 確 選 擇 工 件 的 極 性 （ ） 工

10、具 的 相 對 損 耗 加 工 中 衡 量 工 具 電 極 是 否 耐 損 耗 ， 不 僅 要 看 工 具 損 耗 速 度 ，還 要 看 同 時 能 達 到 的 加 工 速 度 ， 所 以 采 用 相 對 損 耗 （ 損 耗 比 ）作 為 衡 量 工 具 電 極 耐 損 耗 之 指 標 。 vv N / 100% 降 低 工 具 電 極 的 相 對 損 耗 途 徑 工 具 電 極 材 料 銅 ： 制 成 各 種 精 密 復 雜 電 極 ， 可 用 于 中 小 型 腔 加 工 鎢 、 鉬 ： 熔 點 和 沸 點 較 高 、 損 耗 少 ， 但 其 機 械 加 工性 能 不 好 ， 價 格 較 貴

11、 ， 一 般 僅 用 于 線 切 割 。 石 墨 ： 用 于 型 腔 加 工 銅 碳 、 銅 鎢 和 銀 鎢 合 金 等 合 金 材 料 ： 導 熱 性 好 ， 熔點 高 ， 電 極 損 耗 少 ， 價 格 較 貴 、 制 造 成 型 困 難 ， 通常 只 用 于 精 密 電 火 花 加 工 。 （ ） 放 電 間 隙 的 大 小 和 一 致 性 （ ） 工 具 電 極 的 損 耗 及 “ 二 次 放 電 ” 圖 3-4 加 工 斜 度 的 產(chǎn) 生a)工 具 損 耗 產(chǎn) 生 加 工 斜 度 b)輪 廓 對 比 圖1-工 具 電 極 無 損 耗 時 的 輪 廓 線2-工 具 電 極 有 損 耗

12、但 不 考 慮 二 次 放 電 時 的工 件 輪 廓 線1-工 具 電 極 有 損 耗 時 的 輪 廓 線2-工 具 電 極 有 損 耗 且 產(chǎn) 生 二 次 放 電 時 的 工件 輪 廓 線3-工 件 4-工 具 電 極 另 外 ， 工 具 的 尖 角 或 凹 角 很 難 精 確 地 復 制 在工 件 的 表 面 上 。圖 3-5 尖 角 變 圓 現(xiàn) 象a)加 工 外 表 面 b)加 工 內(nèi) 表 面1-工 件 電 極 2-工 具 電 極 表 面 粗 糙 度 ： 單 個 脈 沖 能 量 、 工 具 電 極 的 表 面 粗 糙度 、 加 工 速 度 。 表 面 變 質(zhì) 層 ： 熔 化 凝 固 層

13、、 熱 影 響 層 及 顯 微 裂 紋 。 表 面 力 學 性 能 ： 表 面 最 外 層 硬 度 與 耐 磨 性 、 殘 余 應力 、 耐 疲 勞 性 能 。 常 指 貫 通 的 等 截 面 或 變 截 面 的 二 維 型 孔 （ 圓 孔 、 方孔 、 多 邊 孔 、 異 形 孔 ） 、 曲 線 孔 （ 彎 孔 、 螺 旋 孔 ） 、小 孔 、 微 孔 等 加 工 的 電 火 花 加 工 。 a)圓 孔 b)方 槽 c)異 形 孔 d)彎 孔 穿 孔 加 工 的 尺 寸 精 度 主 要 取 決 于 工 具 電 極的 尺 寸 和 放 電 間 隙 。 工 具 電 極 的 截 面 輪 廓 尺 寸

14、要 比 預 定 加 工 的型 孔 尺 寸 均 勻 地 縮 小 一 個 加 工 間 隙 ， 其 尺寸 精 度 要 比 工 件 高 一 級 ， 表 面 粗 糙 度 應 比工 件 的 小 。 一 般 電 火 花 加 工 后 尺 寸 公 差 可 達 IT7級 ， 表面 粗 糙 度 Ra值 1.25。 電 火 花 加 工 較 大 孔 時 ， 一 般 先 預 制 孔 ， 留 合 適 余 量（ 單 邊 余 量 為 0.5 1mm左 右 ） ， 余 量 太 大 ， 生 產(chǎn) 率 低 ，電 火 花 加 工 時 不 好 定 位 。 細 微 孔 ： 直 徑 小 于 0.2mm的 孔 。 國 外 目 前 可 加 工 出

15、 深 徑 比 為 5， 直 徑 為 0.015mm的 細 微孔 。 在 我 國 一 般 可 加 工 出 深 徑 比 為 10， 直 徑 為 0.05mm的 細 微 孔 。 但 加 工 細 微 孔 的 效 率 較 低 ， 因 為 工 具 電 極 制 造 困 難 ，排 屑 也 困 難 ， 單 個 脈 沖 的 放 電 能 量 須 有 特 殊 的 脈 沖 電源 控 制 ， 對 伺 服 進 給 系 統(tǒng) 要 求 更 嚴 。 電 火 花 主 要 應 用 在 直 徑 為0.3 3mm的 高 速 小 孔 的 加工 ， 可 避 免 小 直 徑 鉆 頭（ d 1mm） 易 折 斷 問 題 。 還 適 用 于 斜 面

16、 和 曲 面 上 加工 小 孔 ， 并 可 達 較 高 尺 寸精 度 和 形 狀 精 度 。 在 加 工 時 可 采 用 管 狀 電 極 ，內(nèi) 通 高 壓 工 作 液 ， 工 具 電極 在 回 轉(zhuǎn) 的 同 時 又 作 軸 向進 給 運 動 ， 速 度 可 達60mm/min。 .電 火 花 型 腔 加 工 一 般 指 三 維 型 腔 和 型 面 加 工 ， 如 擠 壓 模 、 壓 鑄 模 、塑 料 模 及 膠 木 模 等 型 腔 的 加 工 及 整 體 式 葉 輪 、 葉 片等 曲 面 零 件 的 加 工 。 型 腔 多 為 盲 孔 加 工 ， 且 形 狀 復 雜 ， 致 使 工 作 液 難 以 循環(huán) ， 排 出 蝕 除 渣 困 難 ， 因 此 比 穿 孔 加 工 困 難 。 為 了 改 善 加 工 條 件 ， 有 時 在 工 具 電 極 中 間 開 有 沖 油 孔 ，以 便 冷 卻 和 排 出 加 工 產(chǎn) 物